Электрическая энергия преобразуется из одного вида в другой с помощью статических и электромашинных преобразователей. Последние состоят из двух электрических машин, соединенных механически, — двигателя и генератора. Преимущество электромашинных преобразователей перед полупроводниковыми состоит в том [1], что они создают меньше высших гармоник и обеспечивают электроснабжение приемников при кратковременных перерывах в питании на стороне двигателя.
В статье рассматривается электромашинный преобразователь, преобразующий энергию постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты. Такое преобразование необходимо для питания низковольтной аппаратуры (модуляторы, демодуляторы, усилители сигналов, различные датчики и другие элементы автоматики) напряжением повышенной частоты. Для обеспечения качества функционирования этой аппаратуры необходимо поддерживать частоту переменного тока на заданном уровне с требуемой точностью.
С этой целью в состав преобразователя кроме двигателя постоянного тока (ДПТ) и синхронного генератора (СГ) включают аппарат автоматического регулирования в виде стабилизатора частоты, который вместе с двигательгенератором образует замкнутую систему автоматического регулирования этой частоты. Структурная схема системы стабилизации частоты синхронного генератора (ССЧСГ) приведена на рис. 1. и включает в себя резонансные контуры (РК1 и РК2), магнитный усилитель (МУ), двигатель постоянного тока (ДПТ) и синхронный генератор (СГ).
Требуемое значение частоты f = f 0 формируется резонансными контурами, которые вместе с встречно включенными обмотками управления МУ образуют измерительное устройство системы. Однотактный МУ с самоподмагничиванием имеет выход на постоянном токе, а его нагрузкой является обмотка возбуждения ДПТ, выполняющая роль обмотки управления. Характеристика управления МУ смещена параллельно самой себе в направлении оси абсцисс таким образом, что ток холостого хода, протекающий по обмотке возбуждения ДПТ, обеспечивает вращение электрических машин с номинальной угловой скоростью Ω=Ω0, при которой частота генератора f = f 0. Отклонение частоты от номинального значения фиксируется измерительным устройством. Сигнал, пропорциональный этому отклонению, проходя через магнитный усилитель, поступает в обмотку возбуждения ДПТ для изменения скорости вращения электрических машин, а, следовательно, и частоты в сторону устранения возникшего отклонения. Следует отметить, что управление двигателем по цепи возбуждения выбрано не случайно, так как при этом согласуются выходное сопротивление МУ с сопротивлением обмотки возбуждения ДПТ. Если учесть, что диапазон изменения скоростей в данной системе не значителен, указанное преимущество целесообразно использовать.